JPH07256216A - 重量選別機 - Google Patents

重量選別機

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JPH07256216A
JPH07256216A JP5059794A JP5059794A JPH07256216A JP H07256216 A JPH07256216 A JP H07256216A JP 5059794 A JP5059794 A JP 5059794A JP 5059794 A JP5059794 A JP 5059794A JP H07256216 A JPH07256216 A JP H07256216A
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JP
Japan
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signal
measurement
article
outputs
digital filter
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JP5059794A
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English (en)
Inventor
Sumio Otani
澄男 大谷
Nobuaki Takeda
信明 武田
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Anritsu Corp
Original Assignee
Anritsu Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定信号に含まれる床振動等の不要信号に影
響されることなく、物品の測定値を高速かつ高精度に得
ることができること。 【構成】 秤1は物品の質量を測定信号S1として出力
し、同時に加速度センサ10は床振動を検知し加速度信
号S5を出力する。前段のfc可変デジタルフィルタ4
aは、床振動成分を含む物品のおおよその質量値を補正
係数S4として乗算手段11に出力し、乗算手段11は
加速度信号S5に補正係数S4を乗算し、床振動に対応
する変動信号S6を求める。減算手段12は測定信号S
1から変動信号S6を減算して床振動成分が除去され、
後段のfc可変デジタルフィルタ4bに出力し、fc可
変デジタルフィルタ4bは、信号入力時には、比較的高
いfcdeで低周波濾過して応答性を向上させ、次第に
低いfcに可変して固有振動ノイズを除去した高精度な
質量値を示すLPF出力S9を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、物品を移動させながら
その質量を測定し、質量値に応じて物品を選別する重量
選別機に関する。
【0002】
【従来の技術】重量選別機は、物品を連続的に搬送させ
ながら、測定部で各物品の質量値を搬送中に測定し、測
定部後段の選別部で物品の質量値に応じて選別動作を行
うようになっている。
【0003】測定部は、ロードセル等の秤量部上に物品
を搬送する搬送コンベアが設けられて構成されるもので
あり、前段の助走部から物品が受け渡され、後段の選別
部に排出する。
【0004】したがって、測定部は、物品の質量値のみ
を測定することが望ましいが、助走部から物品が受け渡
されたときや、受渡し後における秤量部の固有振動や、
外部の振動(主として床振動)があると、これが不要信
号となり質量値の安定な値が得られず質量値測定に時間
がかかるとともに、高精度な質量測定を行えなくなるた
め、この振動対策が施されている。そして、近年の重量
選別機は、物品の選別が高速化されており、質量値測定
に基づく選別動作を高速化する必要があるため、質量値
の測定自体を短時間で高精度に得ることが必要とされて
いる。
【0005】そのため、不要信号を除去する装置として
特開昭63−19521号公報記載の重量計測装置があ
り、該第1の装置は複数のノッチフィルタで秤量部の固
有振動を除去し、ローパスフィルタで床振動を除去する
というアナログフィルタの構成である。また、第2の装
置として、特公平4−509674号公報、及び特公平
4−47773号公報に開示された重量検出装置があ
り、物品の質量を測定する秤量部(スケールセル)の側
傍に同一構成のダミーセルを設置し、ダミーセルにより
床振動を検知し不要信号のノイズ成分を相殺する構成で
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1の
装置は、アナログフィルタを用い、かつカットオフ周波
数が5Hzから10Hz程度の低周波に設定されている
ため、フィルタリングに時間がかかり系の応答性が悪い
問題があり、測定を高速化できなかった。この第1の回
路は、ノッチフィルタで秤量部の固有振動を除去し、ま
た、LPFによる低周波のノイズを除去するものの、図
4(b)の点線の波形図に示すように助走部から物品が
測定部に受け渡されたときに生じる不要信号(衝突ノイ
ズ)をなますのに時間が費やされ、安定した測定値を得
るのに時間がかかっていた。同時に衝突ノイズによる誤
差も発生した。尚、同図(a)は、秤量部から出力され
る源測定波形を示すものである。また、信号の立ち上が
り時に衝突ノイズが発生しており、また、中途部では秤
量部の固有振動によるゆらぎが発生している。また、同
図では、測定中の床振動が記載されていないが、床振動
がある都度、フィルタ通過後の波形が長引くことにな
る。
【0007】そして、重量選別機は、物品が後段に移送
されると選別部で選別動作を行うものであるため、選別
部では、測定部で測定された前記測定値を選別動作前の
所定期限までに取り込まねばならないため、従来の回路
では相対的に測定値のデータ取り込み幅(期間)tが短
くなり、選別部では高精度な測定値が得られずに正確な
選別動作を行えない場合が生じた。
【0008】また、第2の装置は、スケールセルと別個
にダミーセルを設けるものであるため、測定部で倍の設
置スペースが必要な問題が生じるとともに、コスト高と
なった。また、重重量用の重量選別機ではダミーセルも
大型化するため、この重重量選別機には不適である。さ
らに、スケールセルとダミーセルの特性とが完全一致し
ないため、このための調整作業に手間がかかるものであ
った。
【0009】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、助走部からの物品の受渡し時、及び秤量部の固有
振動、さらに床振動の不要なノイズに影響されることな
く、物品の質量を正確かつ応答性に優れ高速に得ること
ができる重量選別機を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の重量選別機は、物品を移動させながら測定部
にて該物品の質量を測定し、選別部にて質量別の選別を
行う重量選別機において、測定部に設けられ、物品質量
に対応する測定信号S1を出力する秤1と、該秤近傍に
設けられ、床振動に対応する加速度信号S5を出力する
床振動検出手段10と、前記測定信号S1を該質量値に
対応する補正係数S4を出力するカットオフ周波数可変
ディジタルフィルタ4aと、前記床振動検出手段の加速
度信号S5に前記カットオフ周波数可変ディジタルフィ
ルタ4aの補正係数S4を乗算し床振動成分を示す変動
信号S6を出力する乗算手段11と、前記測定信号S1
から前記変動信号S6を減算し測定信号中の床振動成分
を除去した減算信号S7を出力する減算手段12と、該
減算信号S7が入力され、該減算信号の入力時には高カ
ットオフ周波数で濾過し、以後測定信号の信号幅に対応
する期間の間、あらかじめ設定された時間間隔で低カッ
トオフ周波数まで連続的に可変させつつ濾過することに
より、物品測定開始時のノイズ及び測定中における前記
秤1固有振動成分を除去した物品の質量値を示すLPF
出力S8を出力するカットオフ周波数可変デジタルフィ
ルタ4bと、を備えたことを特徴としている。
【0011】
【作用】測定部上を移動する物品は、所定時間の間、秤
1により測定信号S1が出力される。測定信号S1に
は、不要なノイズがのっており、カットオフ周波数可変
ディジタルフィルタ4aにより低周波濾過して物品のお
およその質量を求め、該質量値を補正係数S4として出
力する。同時に、床振動検出手段10は、床振動に基づ
く加速度成分を検出し、加速度信号S5を出力してい
る。この加速度信号S5は、乗算手段11により補正係
数S4で乗算処理され、床振動成分を示す変動信号S6
とされる。そして、測定信号S1は、減算手段12にて
変動信号S6を減算処理され、床振動成分が除去された
減算信号S7とされる。この除去後の減算信号S7に対
しては、カットオフ周波数可変デジタルフィルタ4bに
より、低周波濾過されるが、このカットオフ周波数可変
デジタルフィルタ4bは、減算信号S7入力時には、高
いカットオフ周波数で濾過し、連続的に低いカットオフ
周波数まで可変する。これにより、測定開始時の衝突ノ
イズは、高fcでカットされるため、LPF出力S8の
応答性を向上でき、質量値測定に必要な時点では低fc
とされて秤1の固有振動を排除し安定かつ高精度なLP
F出力S8を得ることができる。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の実施例を示すブロック図で
ある。尚、このブロック図には、重量選別機の測定部の
要部のみが記載されている。秤1上には、駆動モータを
含む搬送コンベア(図示せず)が設けられ、秤1は搬送
コンベア上に載る物品の質量を測定して、測定信号S1
を出力する。測定信号S1は、増幅器2aで増幅されA
/D変換器3aでA/D変換された後、カットオフ周波
数(fc)可変デジタルフィルタ4aに入力される。
【0013】fc可変デジタルフィルタ4aは、CP
U、ROM等により構成され、予め定められたソフトウ
ェアの処理手順で所定の低周波濾過を行うもので、該f
c可変デジタルフィルタ4aの各部は、CPUの処理機
能をブロック化したものである。
【0014】係数設定手段5aには、カットオフ周波数
fcを決定するための係数kが設定され、この係数kは
周波数可変手段6aに出力される。この係数設定手段5
aの係数kは、搬送コンベアの速度、物品の長さ、重量
選別機の種類など、カットオフ周波数fcの値及び連続
可変時間を決定するために必要な各種パラメータの操作
入力により設定されるものであり、ある単一の係数kが
周波数可変手段6aに供給されるようになっている。
【0015】周波数可変手段6aは、カットオフ周波数
fcを経時的に高周波(例えば40Hz)〜低周波(例
えば5Hz)に段階的に可変するための制御信号S2を
フィルタ手段7aに出力する。周波数可変手段6aに
は、物品検知信号をもとに、カットオフ周波数を切替え
るタイミングが入力されている。該物品検知のトリガT
Gは、助走部から測定部への受渡し箇所に設けられた通
過検知の光センサで生成される。尚、物品は測定部に入
ったとき、あるいは入る直前に検知される。
【0016】そして、周波数可変手段6aの制御信号S
2は、トリガTG入力により当初は周波数が高い高fc
で濾過し、所定の時間幅で徐々に低fcに段階的に周波
数可変する。この時間幅は、測定信号S1の信号幅に対
応する。これら両カットオフ周波数fcの各値及び連続
可変の時間幅は、物品測定時の測定信号S1との対応が
とられた状態で前記係数kに基づき変更される。
【0017】フィルタ手段7aは、測定信号S1を周波
数可変手段6aの制御信号S2に基づき経時的に前記時
間幅で変化するカットオフ周波数fcで低周波濾過しL
PF出力S3を出力する。このLPF出力S3は、衝突
ノイズ、秤1の固有振動、床振動等の振動を全てなまし
た後の信号であり、ほぼ物品の質量値を示すものである
が、うち、床振動については、振動成分が信号中に残存
する状態である。
【0018】LPF出力S3は、補正係数演算手段8に
入力される。補正係数演算手段8は、時間的に変動する
LPF出力S3の平均値から単一の補正係数S4を乗算
手段11に出力する。
【0019】次に、前記秤1は、測定部の基台上に支持
台を介して固定されるが、この支持台には床振動検出手
段である加速度センサ10が設けられ、この加速度セン
サ10は小型で場所をとらない。加速度センサ10は振
動の変化量のみ出力する。加速度センサ10の出力は、
増幅器2bを介して増幅され、A/D変換器3bでA/
D変換された後、加速度信号S5として乗算手段11に
出力される。この加速度信号S5は、振動に伴い変動す
る値である。
【0020】乗算手段11には、補正係数S4及び加速
度信号S5が入力され、これらを乗算して減算手段12
に出力する。すなわち、乗算手段11は、F=maなる
一般式に基づき、振動に伴い変動する加速度信号S5を
ある単一値の補正係数S4でかけることにより、質量を
求める演算を行うもので、特に床振動に対応する質量値
の変動信号S6を得ることができる。
【0021】そして、fc可変デジタルフィルタ4a前
段における源測定信号S1及び、変動信号S6は、減算
手段12に入力され、測定信号S1から変動信号S6が
減算処理され、減算信号S7が出力される。これら乗算
手段11及び減算手段12に入力される測定信号S1、
加速度信号S5はメモリ14a,14bにより一時記憶
される。
【0022】この減算信号S7は、fc可変デジタルフ
ィルタ4bに入力されている。fc可変デジタルフィル
タ4bは、前記同フィルタ4aと基本的に同一構成とさ
れている。そして、時間的にみても前記同フィルタ4a
の動作による補正係数S4出力後に、このfc可変デジ
タルフィルタ4bに対し減算信号S7が入力され起動す
る構成である。したがって、これらデジタルフィルタ4
a,4bをソフトウエア手順により構成した場合には、
共通処理ルーチンが用いることができ、補正係数演算手
段8のみ除いた構成とされている。
【0023】また、係数設定手段5bの係数kは、前記
係数設定手段5aで設定された係数kが用いられる。ま
たは、前記係数設定手段5aで設定された係数とは別の
係数が用いられることもある。
【0024】fc可変デジタルフィルタ4bにおいても
前記同様に、減算信号S7の入力に伴い周波数可変手段
6bがカットオフ周波数fcを高fc〜低fcに可変す
る制御信号s2を出力し、この減算信号S7に対するL
PF信号S8を出力する。
【0025】取り込み手段9は、fc可変デジタルフィ
ルタ4bで濾過されたLPF出力S8の信号立ち上がり
から所定時間後の一定時間(取り込み期間)Tの間で安
定する該LPF出力S8の信号を取り込み、取り込み期
間Tの値を平均化等により測定値とし、測定出力S9を
出力する。測定出力S9は、受渡し時の衝突ノイズ及び
固有振動及び床振動を除去した後の測定信号S1であ
り、物品の質量値を高精度に出力できることになる。こ
の測定出力S9は、取り込み期間T経過直後に重量選別
機の後段の選別部に対し出力され、選別動作に必要な物
品の正確な質量値として使用される。
【0026】次に、上記構成によるフィルタリング動作
を説明する。図2は、処理手順のフローチャートであ
る。物品が助走部から測定部に受け渡されると、物品は
測定部上を搬送コンベアの駆動により移動され(SP
1)ながら、秤1からは図3(a)に示す如く経時的に
変化する測定信号S1が出力される(SP2)。この測
定信号S1の立ち上がり時に不要信号(助走部から物品
が受け渡されたときの衝突ノイズ)が発生している。ま
た、中途部では秤1の固有振動によるゆらぎ成分と、床
振動ノイズが発生している。尚、同図(a)の測定信号
S1はA/D変換前のアナログ波形であり、A/D変換
器3によるA/D変換後は対応したデジタル波形となる
(SP3)。
【0027】測定部に物品が受け渡された時点で発生す
るトリガTGをもとに、カットオフ周波数を切替えるタ
イミングがfc可変デジタルフィルタ4aの周波数可変
手段6aに入力されると、この周波数可変手段6aは、
当初高fcの制御信号S2をフィルタ手段7aに出力す
る。フィルタ手段7aは、対応する高fcで測定信号S
1を濾過する(高fcのときの濾過周波数は、DC〜例
えば40Hzの間)。
【0028】これにより、衝突ノイズによる信号値の変
動があっても同図(a)の点線に示す如く、フィルタ手
段7aのLPF出力S3は測定信号S1に対し遅延する
ことなく高い応答性を維持できる。尚、同図のLPF出
力S3の信号波形は、アナログ的に記載されているが、
実際には、所定のサンプリング周期でサンプリングされ
たデジタル信号である。
【0029】以降、同図(a)の如く測定信号S1は、
固有振動でゆらいだ状態が所定時間続くが、周波数可変
手段6aは、徐々に低fcの制御信号S2をフィルタ手
段7aに出力する。これにより、フィルタ手段7aは、
所定の時間幅でカットオフ周波数fcを序々に低く可変
し、低fcまで可変する(低fcのとき濾過周波数は、
DC〜例えば5Hzの間)。これにより、固有振動を除
去したLPF出力S3が得られる(SP4)。ここで、
フィルタ手段7が連続的にカットオフ周波数fcを低く
していくことにより、ゆらぎのないLPF出力S3を得
られる。但し、中途位置で発生した床振動に対応する箇
所のLPF出力S3は信号値が変動している。
【0030】LPF出力S3を受ける補正係数演算手段
8は、このLPF出力S3を基に補正係数S4を算出す
る。
【0031】加速度センサ10の出力は、測定信号S1
に対応して連続的に発生し(SP5)、A/D変換後の
加速度信号S5として乗算手段11に出力される(SP
6)。この加速度信号S5は、図3(b)に示す如く振
動に対応する信号値(加速度の変化)が出力されるもの
で、特に床振動に対応する箇所の信号値が変動して出力
される。
【0032】乗算手段11では、加速度信号S5の出力
を受けてこの加速度信号S5に補正係数S4を乗算して
図3(c)に示す変動信号S6を出力する(SP7)。
変動信号S6は、図示の如く、加速度信号S5が補正係
数S4の乗算分だけ信号レベルが増幅されたものであ
り、床振動ノイズの成分が増幅されている。
【0033】減算手段12では、変動信号S6の出力を
受けて前記測定信号S1からこの変動信号S6を減算し
て図3(d)実線に示す減算信号S7を出力する(SP
8)。これにより、図示の如く、測定信号S1中に含ま
れていた床振動ノイズ成分がほぼ除去される。尚、減算
信号S7には、測定信号S1中に含まれていた衝突ノイ
ズ及びゆらぎのノイズがそのまま現れている。
【0034】したがって、この減算信号S7を入力とす
るfc可変デジタルフィルタ4bは、前記同フィルタ4
aの動作で説明した内容と同様の過程でフィルタリング
する。まず、周波数可変手段6bは、当初高fcの制御
信号S2をフィルタ手段7bに出力する。フィルタ手段
7bは、対応する高fcで測定信号S1を濾過する。
【0035】これにより、衝突ノイズによる信号値の変
動があっても図3(d)の点線に示す如く、フィルタ手
段7bのLPF出力S8は測定信号S1に対し遅延する
ことなく高い応答性を維持できる。以降、同図(a)の
如く測定信号S1は、固有振動でゆらいだ状態が所定時
間続くが、周波数可変手段6bは、徐々に低fcの制御
信号S2をフィルタ手段7bに出力する。
【0036】これにより、フィルタ手段7aは、所定の
時間幅でカットオフ周波数fcを序々に低く可変し、低
fcまで可変する。これにより、固有振動を除去したL
PF出力S8が得られる(SP9)。ここで、フィルタ
手段7が段階的にカットオフ周波数fcを低くしていく
ことにより、ゆらぎのないLPF出力S8を得られる。
そして、中途位置で発生した床振動ノイズは、前段の手
段にて除去されており、対応する箇所のLPF出力S8
の信号値は変動することがなく、fc可変デジタルフィ
ルタ4aのLPF出力S3に比して床振動ノイズの成分
の影響を排除して速く収束できるため、高速かつ高精度
な信号値を得ることができる。
【0037】また、図3の各波形を示す図は、全て同一
時間軸上に位置した状態とされているが、これは波形状
態の対応関係を明確化するためのものであり、実際は、
すべてディジタル処理を行うため、これらの波形(c,
d)を直接見ることはできない。
【0038】取り込み手段9は、図3(d)に示すよう
にLPF出力S8が安定し始めた時点から取り込み期間
TにてLPF出力S3を取り込み測定出力S9を出力す
る。(SP10)。この測定出力S9は、LPF出力S
8自体がゆらぎ及び床振動のノイズを除去したものであ
り、かつ、取り込み時間Tの間はLPF出力S8が安定
した信号値であるため、長い期間設定でき、よって従来
に比して測定出力S4の値を高精度化できる。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、物品の質量を測定する
秤から出力される測定信号をフィルタリングして物品の
おおよその質量値を補正係数とすると同時に、床振動を
検知する床振動検出手段の信号に補正係数を積算して振
動ノイズを求め、源測定信号から減算した後に、この減
算信号をフィルタリングして物品の質量値を求める構成
であるため、物品質量測定中に生じる床振動ノイズを除
去することができる。そして、この床振動検出手段は、
床振動に対応する加速度を検出するものであり、小型に
形成でき設置スペースを取らないため、秤量部の小型化
でき、又同一スペースで相対的に秤のスペースを大きく
取ることができるようになる。またダミーセルを用いな
いため、ダミーセルが大型化していた重重量を測定する
重量選別機にも対応できる。そして、フィルタリング
は、fc可変デジタルフィルタにより、測定信号の入力
時には高カットオフ周波数で濾過され、以後低カットオ
フ周波数まで可変させつつ濾過する構成であるため、質
量測定開始時に生じる衝突ノイズは、高カットオフ周波
数でカットされフィルタ出力の応答性を向上でき、測定
値を高速に収束できる。さらに、測定値を得ようとする
時点でfc可変デジタルフィルタは、低カットオフ周波
数まで段階的に可変されており、秤が有する固有振動ノ
イズも除去することができる。以上のように、本装置に
よれば、物品質量測定中に生じるノイズ全てを要因とす
る不要信号を除去できるため、物品の質量を高速かつ高
精度に測定出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の要部を示すブロック図。
【図2】同動作フローチャート。
【図3】(a)は、測定信号及び前段のLPF出力を示
す波形図。(b)は、加速度信号を示す波形図。(c)
は、変動信号を示す波形図。(d)は、減算信号及び後
段のLPF出力を示す波形図。
【図4】(a)は、測定信号を示す波形図。(b)は、
従来の装置によるフィルタ出力を示す波形図。
【符号の説明】
1…秤、3…A/D変換器、4a,4b…カットオフ周
波数可変デジタルフィルタ、5a,5b…係数設定手
段、6a,6b…周波数可変手段、7a,7b…フィル
タ手段、8…補正係数演算手段、9…取り込み手段、1
0…加速度センサ、11…乗算手段、12…減算手段、
14a,14b…メモリ、S1…測定信号、S2…制御
信号、S3…LPF出力、S4…補正係数、S5…加速
度信号、S6…変動信号、S7…減算信号、S8…LP
F出力、S9…測定出力、TG…トリガ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物品を移動させながら測定部にて該物品
    の質量を測定し、選別部にて質量別の選別を行う重量選
    別機において、 測定部に設けられ、物品質量に対応する測定信号(S
    1)を出力する秤(1)と、 該秤近傍に設けられ、床振動に対応する加速度信号(S
    5)を出力する床振動検出手段(10)と、 前記測定信号(S1)を該質量値に対応する補正係数
    (S4)を出力するカットオフ周波数可変ディジタルフ
    ィルタ(4a)と、 前記床振動検出手段の加速度信号(S5)に前記カット
    オフ周波数可変ディジタルフィルタ(4a)の補正係数
    (S4)を乗算し床振動成分を示す変動信号(S6)を
    出力する乗算手段(11)と、 前記測定信号(S1)から前記変動信号(S6)を減算
    し測定信号中の床振動成分を除去した減算信号(S7)
    を出力する減算手段(12)と、 該減算信号(S7)が入力され、該減算信号の入力時に
    は高カットオフ周波数で濾過し、以後測定信号の信号幅
    に対応する期間の間、あらかじめ設定された時間間隔で
    低カットオフ周波数まで段階的に可変させつつ濾過する
    ことにより、物品測定開始時のノイズ及び測定中におけ
    る前記秤(1)固有振動成分を除去した物品の質量値を
    示すLPF出力(S8)を出力するカットオフ周波数可
    変デジタルフィルタ(4b)と、を備えたことを特徴と
    する重量選別機。
JP5059794A 1994-03-22 1994-03-22 重量選別機 Pending JPH07256216A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101694531B1 (ko) * 2016-05-25 2017-01-11 (주)나우시스템즈 진동잡음 추적이 가능한 중량 선별기
JP2021063747A (ja) * 2019-10-16 2021-04-22 中国電力株式会社 故障点位置標定システム、親局、親局の制御方法、プログラム

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KR101694531B1 (ko) * 2016-05-25 2017-01-11 (주)나우시스템즈 진동잡음 추적이 가능한 중량 선별기
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